自从上个世纪锂离子电池发明以来,其已广泛地应用于人们的日常生活中,是一种理想的储能设备,有着比能量大、电压高、循环寿命长和绿色无污染等诸多优点。但是,受限于锂资源的低储量和高成本,其大规模运用将受到限制。钠和钾金属资源在地壳含量高,且与锂金属拥有类似的物化性质,因此,钠/钾离子电池逐渐引起了科学家们的注意。与锂离子电池相似的,钠/钾离子电池的发展同样也受到安全性问题的限制。该安全性问题主要是由高度易燃的碳酸酯类电解液和热稳定性差的电极材料因素引起的。但是,对于钠/钾离子电池安全性问题的研究,仍存在不少空白。因此,发展不可燃电解液和热稳定性好的电极材料是推动钠/钾离子电池发展的重要技术途径。基于此,本文探索了钠/钾离子电池不可燃电解液及钾离子电池有机材料电极体系,主要研究内容如下:(1)针对钠离子电池常用碳酸酯类电解液的高度易燃性,探索采用了氟代碳酸酯类电解液0.9 M NaPF6 FEC/TFEC,以提高该电解液体系的安全性和电化学性能。研究结果显示,氟代碳酸酯体系电解液在直接点火测试中可达到完全不可燃;由于氟代溶剂较大的粘度,电解液的电导率较低,但远大于安全性有机固态电解质电导率;较宽的电化学窗口,氧化窗口可达5.2 V;与普鲁士蓝正极具备良好的兼容性,循环50圈后仍有84 mAh g-1的容量。另外,我们通过X衍射图谱(XRD)、红外图谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对该电解液体系与正极良好的兼容性进行了探索和解释。(2)国际上较早地采用完全不可燃的磷酸酯作为钾离子电池电解液,探索了该电解液与正负极的兼容性问题。结果表明,高浓度电解液3.3 M KFSI/TMP的室温电导率为3.49 mS cm-1左右;拥有较宽的电化学窗口,氧化电压可达4.2V;与石墨负极兼容性良好,在60 mA g-1电流密度下循环80圈还有214 mAh g-1的可逆容量。该磷酸酯电解液同时与普鲁士蓝正极具有良好的化学兼容性。这一结果为安全性钾离子的发展开辟了新的道路。(3)国际上较早地采用热稳定性更高的有机材料作为钾离子电池电极,探索了有机聚噻吩(PTh)应用于安全性钾离子电池的可行性。通过绿色无污染的固相研磨法成功制备了多孔的PTh材料,在电流密度为30 mAg-1下循环80圈后,平均容量仍有56mAhg-1,具有良好的循环稳定性。本工作为解决钾离子电池安全性问题提供了一种新的思路。